一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱水器領域，尤其涉及一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統及控制方法，所述的太陽能系統包括，相連通的補水箱和進水箱，所述的補水箱經進水管與水源相連通；所述的進水管與補水箱的冷水進口相連接，所述的冷水進口處設置有浮球閥，所述的進水管上設置有恒壓裝置。在補水箱的冷水進口處設置的浮球閥隨漂浮在液面的浮球提供一閉合壓力P；在恒壓裝置的作用下，補水箱的冷水進口處的水壓值P0保持不變；當浮球達到閉合高度h時，閉合壓力P≥P0，浮球閥閉合，停止向補水箱內補水；當浮球低于閉合高度h時，閉合壓力P＜P0，浮球閥開啟，開始向補水箱內補水。
【專利說明】一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統及控制方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熱水器領域，尤其涉及一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統及控制方法。

【背景技術】
[0002]隨著氣候變化的加劇，人們環(huán)境保護的意識逐漸提高，綠色能源產品越來越受到人們的青睞，節(jié)能環(huán)保的太陽能熱水器產品的使用已經成為一種趨勢，越來越多的消費者開始考慮選用太陽能熱水器產品。同時伴隨著環(huán)境污染的日趨嚴重，國家也不斷地出臺優(yōu)惠補助政策，扶持太陽能產業(yè)的發(fā)展，從而促使太陽能產品的市場占有率逐年提高。
[0003]太陽能水箱同吸熱原件相連，水箱里的水通過吸收太陽光的熱量被逐漸加熱，具備一定溫度的熱水可供洗浴、洗菜、洗衣等，水箱里的水用完后，要再次往水箱里注入冷水，冷水經由太陽光加熱，再次供用戶使用，如此反復。由于注入冷水的時間較長，時間又必須選在上午或傍晚太陽輻照度較低時進行，以避免吸熱原件損壞，因此對人們的工作生活帶來很大的影響。
[0004]例如，中國專利申請，200510080867.3公開了一種恒壓水箱抗凍太陽熱水器，主要應用于太陽熱水器領域及液體減壓裝置領域，解決現有太陽熱水器抗凍結構復雜、成本高、故障率也高等缺點，其技術方案是在密閉水箱上加裝浮球閥及限壓閥，控制密閉水箱中的液面壓力并使其恒定，同時提供排空集熱器所需要的氣體。本發(fā)明結構簡單，設計合理，構思巧妙、新穎。
[0005]中國專利申請，200710192042.X公開了一種定壓式太陽能熱水器，所述的熱水器可承壓低于自來水壓力、成本較低、且噴淋有力，洗浴舒適，調溫方便的太陽能熱水器。其包括連接有進水管和出水管的水箱、集熱管；在進水管上連接有減壓穩(wěn)壓閥。
[0006]中國專利申請，200620146972.2公開了一種頂式恒壓頂水式雙管排空防凍太陽能熱水器，其特征是:太陽能熱水器保溫水箱頂部設有保溫恒壓自動補水箱，其內設有端面密封大流量浮球閥。設有虹吸熱水管，虹吸熱水管的虹吸管口置于太陽能熱水器保溫水箱內的頂部。太陽能熱水器保溫水箱側面下部設有排水、排污接管及排水、排污閥。排水、排污接管經排水、排污閥與虹吸熱水管的中部相連接。本實用新型將太陽能熱水器自動恒壓補水和對上、下水管道的排空防凍一體化，真正實現對太陽能熱水器的有效排空防凍，從而，不僅確保了在寒冷的季節(jié)太陽能熱水器的正常運行使用，節(jié)約了能源；而且也實現了使用熱水前無需先排盡管道中的冷水的目的，節(jié)約了大量的水資源。
[0007]但是，在補水箱的進水口處安裝浮球閥，容易因為進水口處水壓過小，無法沖開浮球閥開關，導致補水箱無法補水；也容易因為進水口處水壓過大，補水箱內水位達到閉合高度，浮球無法帶動浮球閥閉合，導致補水箱內補水量過多，造成溢流現象發(fā)生。
[0008]有鑒于此，特提出本發(fā)明。


【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統及控制方法，以實現熱水器自動恒定補水、控制補水箱液面恒定的目的。為實現發(fā)明目的，采用如下技術方案:
[0010]一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統，包括，相連通的補水箱和進水箱，所述的補水箱經進水管與水源相連通；所述的進水管與補水箱的冷水進口相連接，所述的冷水進口處設置有浮球閥，所述的進水管上設置有恒壓裝置。
[0011]進一步，所述的恒壓裝置為穩(wěn)壓閥，以保證冷水進口處的水壓值PO保持在一恒定范圍。
[0012]進一步，所述的穩(wěn)壓閥為可調壓力穩(wěn)壓閥，以調節(jié)冷水進口處的水壓值PO。
[0013]進一步，所述的浮球閥包括，浮球、連桿及控制閥門；所述的控制閥門安裝在冷水進口處，冷水進口的開閉由控制閥門的開閉來控制。所述的浮球漂浮在補水箱的水面上，浮球的位置隨補水箱內水位的升降而上下移動。所述的連桿將控制閥門與浮球相連接，以將浮球移動產生的位移傳遞至控制閥門，控制控制閥門的開閉。
[0014]進一步，所述的補水箱與進水箱分別設置有與大氣相通的排水口 ；所述的補水箱的底部與進水箱的下部經連接管路相連通。
[0015]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種如上任一所述的帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統的控制方法，其包括:在補水箱的冷水進口處設置的浮球閥隨漂浮在液面的浮球提供一閉合壓力P ;在恒壓裝置的作用下，補水箱的冷水進口處的水壓值PO保持不變；當浮球達至IJ閉合高度h時，閉合壓力P > PO，浮球閥閉合，停止向補水箱內補水；當浮球低于閉合高度h時，閉合壓力P < PO，浮球閥開啟，開始向補水箱內補水。
[0016]進一步，所述的閉合高度h需低于補水箱內設置的排氣口的高度。
[0017]進一步，所述的恒壓裝置可改變冷水進口處的水壓值PO，以改變補水流速和浮球的閉合聞度h。
[0018]進一步，所述的冷水進口處的水壓值PO保持在0.1MPa至0.5MPa之間，優(yōu)選的，設置在 0.2MPa。
[0019]進一步，為補水箱提供補水的水源為水源水箱中的水，所述的水源水箱的液面高度與補水箱的液面高度存在高度差H，所述的高度差H ^ PO/Pg0所述的P為水的密度，優(yōu)選為I克/立方厘米。g為重力加速度，優(yōu)選為9.8米/平方秒。從而，保證經恒壓裝置后，冷水進口處的壓力值大于PO。
[0020]進一步，所述的水源為自來水水源，所述的自來水水源存在一定的水壓值P1，所述的Pl 3P0。從而，保證經恒壓裝置后，冷水進口處的壓力值大于PO。
[0021]采用上述技術方案，本發(fā)明較現有技術的優(yōu)勢在于:通過在補水箱的冷水進口處設置浮球閥，使得補水箱的水位達到或低于閉合水位h后，實現自動停止或開始補水的目的。更特別的是，通過在進水管上安裝由穩(wěn)壓閥構成的恒壓裝置，使得冷水進口處的壓力PO保持在一恒定值，使得浮球閥的浮球達到閉合水位h后，提供的閉合壓力P ^ PO,以達到維持太陽能熱水器的補水箱水位保持在一恒定高度的目的，避免了因冷水進口處壓力過大或過小，造成浮球閥無法閉合或打開，而造成補水箱內的水位過高產生溢流或無法向補水箱內補水情況的發(fā)生。同時，本發(fā)明結構簡單，效果顯著，適宜推廣使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1本發(fā)明的結構示意圖；
[0023]圖2本發(fā)明中圖1的局部放大結構示意圖；
[0024]圖3本發(fā)明優(yōu)選的結構示意圖。
[0025]主要元件說明:1 一水源水箱，2—穩(wěn)壓閥，3—浮球閥，4一進水管，5—補水箱，6—進水箱，7—連接管路,8一噴頭,9一自來水水源,31一浮球,32—連桿,33—控制閥門，51—冷水進口，52—補水箱排氣口，53—補水箱出水口，61—進水箱進水口，62—進水箱排氣口。

【具體實施方式】
[0026]下面結合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細的說明。
[0027]實施例1
[0028]如圖1所示，一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統，包括，依次相連的水源水箱1、進水管4、補水箱5、連接管路7、進水箱6和噴頭8。所述的噴頭8經三通控制裝置，與水源水箱I和進水箱6分別相連，以實現噴頭處出水水溫自動調節(jié)的目的。本實施例中，所述的水源水箱I的液面高度與進水箱6的液面高度存在一高度差H，所述的高度差H ^ PO/Pg0所述的P為水的密度，優(yōu)選為I克/立方厘米。g為重力加速度，優(yōu)選為9.8米/平方秒。從而，使得水源水箱I中的水可在重力的作用下虹吸至進水箱6中，同時可保證經恒壓裝置后，冷水進口處的壓力值大于PO。
[0029]如圖2所示，本實施例中，所述的補水箱5與進水箱6大致設置在同一高度，使得補水箱5中液面的高度可以與進水箱6中液面的高度持平。所述的補水箱5上分別設置有冷水進口 51，補水箱排氣口 52和補水箱出水口 53。所述的冷水進口 51和補水箱排氣口 52均設置在補水箱5的上部側壁上，所述的補水箱出水口 53設置在補水箱5的底部底面上。所述的冷水進口 51處安裝有浮球閥3。
[0030]本實施例中，所述的進水管4與補水箱5的連接處設置有浮球閥3，以控制補水箱5中的水位。所述的進水管4上靠近浮球閥3 —端處，設置有恒壓裝置，所述的恒壓裝置由穩(wěn)壓閥2構成，以使冷水進口 51處的水壓值PO保持在一恒定值。
[0031]本實施例中，所述的浮球閥3包括:浮球31、連桿32和控制閥門33。所述的控制閥門33安裝在冷水進口 51處，以控制進水管4與補水箱5的連通或斷開，達到控制向補水箱內進水啟停的目的。所述的浮球31漂浮在補水箱5的液面上，隨液面的升降而產生位移。并且，浮球31經連桿32與控制閥門33相連，通過浮球31隨液面升降而產生的移動，經連桿32帶動控制控制閥門33的開閉，以實現對補水箱5的自動補水功能。所述的浮球隨補水箱內液面的上下移動，經連桿對控制閥門產生一閉合壓力P。當閉合壓力P > PO時，控制閥門33關閉，停止向補水箱5內補水；當閉合壓力P < PO時，控制閥門33開啟，開始向補水箱5內進行補水。
[0032]在用戶使用進水箱中的水后，補水箱向進水箱進行補水，補水箱液面降低，浮球向下移動，帶動控制閥門打開，水源水箱向補水箱內進水。隨著水源水箱不斷向補水箱內進水，補水箱液面升高，浮球隨液面向上移動，當浮球移動至閉合高度h時，浮球帶動控制閥門自動關閉。
[0033]由于，水源水箱I中的水隨著使用，可能導致液面不斷下降，而在對水源水箱I進行補水后，又可能導致液面驟然增大。這就造成了，水源水箱I與補水箱5的液面高度差H，會發(fā)生較大幅度的變化，導致了補水箱5的冷水進口處51的壓力值產生較大幅度的波動。而冷水進口處51的水壓值PO改變后，閉合高度h的高度值發(fā)生變化，這就使得補水箱5內的水位不會保持在一定值。
[0034]本實施例中，在進水管4靠近浮球閥3側安裝有穩(wěn)壓閥2。所述的穩(wěn)壓閥2可以自動調節(jié)出水壓力，以實現調節(jié)冷水進口 51處的水壓值PO的目的。因為冷水進口 51處的水壓值PO越大，補水箱的補水流速越大，閉合壓力P需越大，要求補水箱內閉合高度h需要越高；冷水進口 51處的水壓值PO越小，補水箱的補水流速越小，閉合壓力P需越小，要求補水箱內閉合高度h需要越低。通過調節(jié)PO，達到了控制補水流速，調節(jié)補水箱內閉合高度h的目的。
[0035]在穩(wěn)壓閥2的作用下，冷水進口 51處的水壓值PO保持在一恒定的范圍0.1MPa至
0.5MPa，本實施例優(yōu)選的設置為0.2MPa。從而，避免了閉合壓力P需過大，導致的設備要求過高，成本增加現象的發(fā)生；也避免了閉合壓力P需過小，導致的補水流速過小,補水時間過大現象的發(fā)生。
[0036]這就保證了，浮球31達到固定值的閉合高度h時，控制閥門33自動實現閉合、開啟狀態(tài)間地相互切換。這就保證了補水箱5內水位高度恒定的目的。
[0037]本實施例中，所述的補水箱5的底部經連接管路7與進水箱6的進水箱進水口 61相連接，所述的進水箱進水口 61設置在進水箱6的下部側面上。所述的進水箱6上還設置有與外部大氣相連通的進水箱排氣口 62，所述的進水箱排氣口 62設置在進水箱6的頂部。由于，補水箱5與進水箱6的上部分別與大氣連通，底部相互連通，因此補水箱5與進水箱6的液面高度保持在同一水平高度上。
[0038]所述的進水箱6還與噴頭8相連，以通過噴頭8為用戶提供熱水。所述的噴頭8所處的水平高度低于進水箱的水平高度，以實現通過高度差、在重力作用下，即可將進水箱中的水從噴頭處流出的目的。
[0039]實施例2
[0040]如圖3所示，本實施例提供了一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統，包括，依次相連的自來水水源9、進水管4、補水箱5、連接管路7、進水箱6和噴頭8。所述的噴頭8經三通控制裝置，與自來水水源9和進水箱4分別相連，以實現噴頭8處出水水溫自動調節(jié)的目的。本實施例中，所述的自來水水源9存在一定的水壓值P1，所述的Pl 3P0。從而，使得自來水水源9的水可在壓力差的作用下虹吸至進水箱6中，并保證經恒壓裝置后，冷水進口處的壓力值大于PO。
[0041]本實施例中，所述的進水管4與補水箱5的連接處設置有浮球閥3，以控制補水箱5中的水位。所述的進水管4上靠近浮球閥3 —端處，設置有恒壓裝置，所述的恒壓裝置由穩(wěn)壓閥2構成，以調節(jié)冷水進口 51處的水壓值PO保持在一恒定值。
[0042]實施例3
[0043]本實施例提供了一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統的控制方法，其包括:在補水箱的冷水進口處設置的浮球閥隨漂浮在液面的浮球提供一閉合壓力P;在恒壓裝置的作用下，補水箱的冷水進口處的水壓值PO保持不變；當浮球達到閉合高度h時，閉合壓力P ^ PO，浮球閥閉合，停止向補水箱內補水；當浮球低于閉合高度h時，閉合壓力P < PO，浮球閥開啟，開始向補水箱內補水。
[0044]本實施例中，所述的閉合高度h需低于補水箱內設置的排氣口的高度，以保證補水箱內的水位不會高于排氣口的高度，避免溢流現象的發(fā)生。所述的補水箱的底部與進水箱的下部相連通，補水箱與進水箱的上部均設置有排氣口，以使得補水箱與進水箱內的水位高度保持在同一水平高度。
[0045]本實施例中，所述的恒壓裝置可改變冷水進口處的水壓值PO，以改變補水流速和浮球的閉合高度h。從而，實現了調節(jié)補水速度和補水箱內液面高度的目的。所述的冷水進口處的水壓值PO保持在0.1MPa至0.5MPa之間，優(yōu)選的，設置在0.2MPa。從而，避免了因所需的閉合壓力P過大，造成溢流現象的發(fā)生；也避免了因所需的閉合壓力P過小，造成補水流速過小，補水時間過長現象的發(fā)生。
[0046]上述實施例中的實施方案可以進一步組合或者替換，且實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述，并非對本發(fā)明的構思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計思想的前提下，本領域中專業(yè)技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變化和改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統，包括，相連通的補水箱(5)和進水箱(6)，所述的補水箱(5)經進水管(4)與水源相連通； 其特征在于:所述的進水管(4)與補水箱(5)的冷水進口(51)相連接，所述的冷水進口(51)處設置有浮球閥(3)，所述的進水管(2)上設置有恒壓裝置。
2.根據權利要求1所述的一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統，其特征在于:所述的恒壓裝置為穩(wěn)壓閥(2)，以保證冷水進口(51)處的水壓值PO保持在一恒定范圍。
3.根據權利要求2所述的一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統，其特征在于:所述的穩(wěn)壓閥(2)為可調壓力穩(wěn)壓閥，以調節(jié)冷水進口(51)處的水壓值PO。
4.根據權利要求2所述的一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統，其特征在于:所述的浮球閥(3 )包括，浮球(31)、連桿(32 )及控制閥門(33 ); 所述的控制閥門(33 )安裝在冷水進口( 51)處，冷水進口( 51)的開閉由控制閥門(33 )的開閉來控制。
5.根據權利要求3所述的一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統，其特征在于:所述的浮球(31)漂浮在補水箱(5)的水面上，浮球(31)的位置隨補水箱(5)內水位的升降而上下移動。
6.根據權利要求4所述的一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統，其特征在于:所述的連桿(32)將控制閥門(33)與浮球(31)相連接，以將浮球(31)移動產生的位移傳遞至控制閥門(33),控制控制閥門(33)的開閉。
7.根據權利要求1所述的一種帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統，其特征在于:所述的補水箱(5)與進水箱(6)分別設置有與大氣相通的排水口 ； 所述的補水箱(5)的底部與進水箱(6)的下部經連接管路(7)相連通。
8.—種如權利要求1至7任一所述的帶恒壓裝置的自動補水太陽能系統的控制方法，其包括:在補水箱的冷水進口處設置的浮球閥隨漂浮在液面的浮球提供一閉合壓力P ; 其特征在于:在恒壓裝置的作用下，補水箱的冷水進口處的水壓值PO保持不變； 當浮球達到閉合高度h時，閉合壓力P ^ PO,浮球閥閉合,停止向補水箱內補水； 當浮球低于閉合高度h時，閉合壓力P < PO，浮球閥開啟，開始向補水箱內補水。
9.根據權利要求8所述的一種太陽能系統的控制方法，其特征在于:所述的閉合高度h需低于補水箱內設置的排氣口的高度。
10.根據權利要求8所述的一種太陽能系統的控制方法，其特征在于:所述的恒壓裝置可改變冷水進口處的水壓值PO，以改變補水流速和浮球的閉合高度h ； 所述的冷水進口處的水壓值PO保持在0.1MPa至0.5MPa之間，優(yōu)選的，設置在0.2MPa。
【文檔編號】F24J2/40GK104422182SQ201310408984
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權日:2013年9月10日
【發(fā)明者】孫京巖, 張正濤, 王廣嶺, 劉東平, 張海濤 申請人:海爾集團公司, 青島經濟技術開發(fā)區(qū)海爾熱水器有限公司